Гексоген — физические и химические свойства, способы получения и применения

Среди огромного количества химических веществ имеется группа специфических веществ, обладающих особым химическим свойством — при определенных изменениях физического состояния вещества начинается мгновенная и активная взрывная реакция. Процесс происходит стремительно, в течение 1-5 миллисекунды. Именно такое описание характеризует взрывчатые вещества — продукты, появившиеся в результате осознанной человеческой деятельности. Одним из самых мощных взрывчатых вещества является гексоген. На первый взгляд это белое и безобидное, порошкообразное вещество, не имеющее ни вкуса, ни запаха. На деле этот порошок способен произвести колоссальные разрушения.

Взрыв гексогена

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 669
Источник: https://comp-pro.ru/boepripasy/bomby/geksogen.html

Банальная и типичная история изобретения

Конец XIX века можно охарактеризовать одним коротким и емким выражением – период великих изобретений. Однако, как и в большинстве случаев, величайшие открытия, сделанные человеком, сразу обретали угрожающее направление. Все, что создавала человеческая мысль, сразу же использовалось для последующего изобретения человеком самых страшных и самых мощных средств уничтожения себе подобных. Не обошла стороной эта участь и область химии. Эта наука дала возможность человеку успешно бороться со страшными недугами и одновременно с этим, позволила получить средства для безжалостного уничтожения друг друга на полях сражений.

Химики относятся к разряду тех ученых, которые поверхностно задумываются над тем, что они делают. Так было и в случае с изобретением гексогена. Немецкий химик Ганс Геннинг сумел создать в конце XIX века сложное химическое вещество, обладающее лечебными свойствами. Ученый, уверенный в своих благих намерениях, пытался создать эффективный лекарственный препарат, способный сделать в медицине настоящий научный прорыв. Мочекаменная болезнь, воспаление мочеполовой системы стали новым бичом современного человеческого общества. Отсутствие эффективных терапевтических средств для лечения недугов толкало ученых на поиск и создание новых медикаментозных средств.

Химическая лаборатория

Немцу удалось создать гексоген, который в 1899 году был запатентован как лекарственный препарат. Следует отметить, что аналог гексогена — лекарственный препарат уротропин или гексаметилентетрамин, был открыт еще в 1859 году русских химиком А.М. Бутлеровым. С медицинской точки зрения изобретение немецкого химика в те годы не привело к заметному прорыву в урологии. Применение препарата сопровождалось большим количеством опасных побочных эффектов, которые на тот момент не имели четкого научного объяснения.

Гексоген(научное название триметилентринитроамин) получается в результате химической реакции из уротропина и азотной кислоты. Эти компоненты в свою очередь можно легко получить, используя уголь, воздух и воду. Из этого вытекает, что по своей химической природе новое вещество имеет неограниченный ресурс. В процессе первых опытов удалось получить мелкокристаллическое вещество белого цвета, которое отличалось абсолютно аморфным состоянием. Гексоген не растворяется в воде, негигроскопичен и в нормальном агрегатном состоянии не проявляет агрессивных реакций. К тому же, как выяснилось, вещество не взаимодействует с металлами.

Формула гексогена

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 2458
Источник: https://comp-pro.ru/boepripasy/bomby/geksogen.html

Химические и физические свойства гексогена

Несмотря на свои уникальные свойства, гексоген оставался для военных темным и неизвестным пятном в военной науке. Ни русско-японская война, ни Первая Мировая не стали детонатором в области развития взрывчатых веществ. Только в 20-х годах военные обратили внимание на уникальные химические свойства этого химического вещества.

Основные химические свойства гексогена, которые привлекли внимание военных, заключались в стойкости вещества и в его высокой бризантности. К тому же вещество было просто и доступно в получении. Технологию изготовления гексогена можно было освоить даже при слабо развитой химической отрасли. В 1920 году усилиями британских химиков стало возможным получать вещество более простым способом – нитрование концентрированной азотной кислотой уротропина. В результате опытов стали ясно видны взрывчатые свойства гексогена. С этого момента за работу взялись специалисты – пиротехники.

Оказалось, что вещество способно под воздействием определенных внешних факторов перейти из спокойного агрегатного состояния к быстрому химическому превращению, сопровождающемуся интенсивным выделением горючих газов. Тем более что этот процесс происходит мгновенно в течение тысячной доли секунд. Обнаружилось, что гексоген при детонации порождает ударную волну сверхзвуковой скорости. Давление газов за считанные мгновения вырастает до больших величин, образуя область огромной разрушительной силы. Такой тип взрыва характерен для аммонита и тротила.

Схема детонации

Для того, чтобы привести механизм химической реакции в действие необходимо обеспечить внешнее воздействие. Для случая с гексогеном такими внешними факторами могут стать:

  • кинетическая энергия, передаваемая в результате удара или трения;
  • тепловое воздействие, оказываемое на вещество в результате нагревания, искры или под воздействием открытого пламени;
  • химическая реакция, возникшая в результате взаимодействия с другими химическим веществом;
  • детонационное воздействие, вызванное взрывной волной другого взрывчатого вещества.

Зафиксированные данные об опытах наглядно продемонстрировали, что безобидный кристаллический порошок белого цвета, призванный лечить людей от заболеваний мочеполовой системы, обладает колоссальной разрушительной силой.

Таблица

Пиротехники сумели высчитать фугасность и бризантность гексогена. Эти два параметра характеризуют все взрывчатые вещества. Оказалось, что у гексогена фугасность вдвое выше, чем у тротила. Другими словами, 10 г. гексогена в момент взрыва выделяют 480 см3 горючих газов, тогда как тротил при детонации способен образовывать всего 285 куб. см. газов. Что касается бризантности, то в данном случае новое вещество в 1,26 раза превышает показатели, получаемые при подрыве тротила. Скорость детонации гексогена составляет 8360 м/с, при этом выделяется объем газов, равный 908л/кг.

Взрыв гексогена создает по фронту ударной волны давление 33,8 ГПа.

Такие превосходные с точки зрения разрушительности параметры не могли пройти мимо военных. В начале 30-х годов, сначала в Англии, а позже и в континентальной Европе начинается массовое производство гексогена, только уже в качестве взрывчатого вещества. На химических производствах налажен непрерывный цикл нитрования уротропина, что позволило в кратчайшие сроки добиться больших объемов выпуск ВВ нового типа.

Примечательно обратить внимание на экономические показатели выпуска гексогена перед началом Второй Мировой войны по странам. В Англии за сутки получали 360 тонн гексогена, в США и в Германии эти показатели были ничуть не меньшими — по 350 и по 345 тонн соответственно. Всего за годы Второй Мировой войны Третий Рейх выпустил на своих заводах 110 тыс. тонн гексогена.

Химическое производство в Германии

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 3664
Источник: https://comp-pro.ru/boepripasy/bomby/geksogen.html

История создания

Первым взрывчатым веществом, с которым познакомилось человечество, стал черный дымный порох. Точная дата его изобретения неизвестна, но считается, что он появился в Китае уже в VII веке нашей эры. Если исходить из этой даты, то следует признать, что человечеству понадобилось чуть больше тысячи лет для изобретения второго вида взрывчатки.

Бурное развитие химии и других точных наук уже в конце XVIII века позволили получить пикриновую кислоту и гремучую ртуть. Наиболее успешным для химиков, которые работали над созданием новых типов ВВ, стало XIX столетие. В 1847 году был впервые синтезирован нитроглицерин, на основе которого чуть позже Альфред Нобель создал динамит. В 1863 году была получена самая распространенная в наши дни взрывчатка – тротил.

Гексоген был открыт в самом конце XIX века – в 1899 году немецким химиком Гансом Геннингом. Причем это открытие было сделано совершенно случайно. Ученый искал лекарство, которое бы помогало людям при воспалениях мочевыводящих путей, аналог уже известного в те времена уротропина. Геннинг надеялся, что его вещество будет лечить людей еще более эффективно. Однако вышло немного по-другому.

Изобретение гексогена

Вещество, синтезированное немецким химиком, не годилось для лечения, ибо обладало серьезными побочными эффектами, и медики очень быстро отказались от него. Однако через двадцать лет (в 1920 году) выяснилось, что гексоген – это сильнейшая взрывчатка, которая прекрасно подходит для военных целей. По мощности он превосходил тротил, а скорость его детонации превышала все известные на тот момент виды ВВ. Поначалу даже не могли определить бризантность этой взрывчатки, потому что она просто разрывала стандартный свинцовый столбик, который используется для определения этой характеристики. Взрыв гексогена массой в один килограмм приводит к таким же разрушениям, как и детонация 1,25 кг тротила.

После этого новым веществом заинтересовались военные сразу нескольких стран: Великобритании, Германии, США и СССР. В начале 30-х годов в этих странах уже существовали установки непрерывного действия для производства гексогена. Во время Второй мировой войны оно достигало сотен тонн в сутки, были придуманы несколько новых способов синтеза этой взрывчатки.

Следует отметить, что кустарное производство гексогена довольно затруднительно, поэтому террористы или криминальные структуры не так часто используют эту взрывчатку в своих целях. То, что для взрывов жилых домов, которые произошли в Москве и Волгодонске, а также для других терактов в российских городах в конце 90-х годов был использован гексоген, говорит либо о причастности к этим событиям спецслужб или о полном разрушении системы контроля над оборотом взрывчатых веществ.

Блок: 3/9 | Кол-во символов: 2699
Источник: https://znaivse.biz/other/geksogen-10-05-2019.html

Гексоген сегодня

Современное производство гексогена происходит на закрытых химических предприятиях. Самостоятельное соединение этого взрывчатого вещества с другими компонентами осуществляется только в промышленных условиях с использованием специального оборудования. При изготовлении взрывчатки гексоген окрашивается в оранжевый цвет и прессуется. На сегодняшний день выпускаются следующие типы взрывчаток, применяемые в военных целях. Взрывчатки ЭВВ, ТГА. МС и ТГ-50 идут на снаряжении боевых боеприпасов определенного вида. К примеру, ТГ-50 составляет заряд в кумулятивных снарядах. Морские мины оснащаются взрывчаткой МС.

Гексоген

В отличие от тринитротолуола (тротил) производство гексогена отличается низкой рентабельностью, что делает его самым массовым взрывчатым веществом на сегодняшний день. Высокие показатели фугасности и бризантности делают гексоген очень удобным и эффективным ВВ для изготовления боеприпасов специального назначения.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 949
Источник: https://comp-pro.ru/boepripasy/bomby/geksogen.html

Использование

Следует отметить, что в чистом виде этот вид ВВ практически не используют, так как он может быть опасен для самих саперов. Исключением являются только некоторые виды детонаторов. Для снаряжения боеприпасов, а также использования в ходе взрывных работ используют смеси на основе гексогена. Чаще всего его мешают вместе с тротилом, но могут быть и другие варианты.

Упаковка гексогена

Например, ТГ-50 – это сплав, в состав которого входит 50% гексогена и 50% тротила, ТГ-% тротила и 60% гексогена, а ТГА-16 – 60% тротила, 24% гексогена, 13% алюминия и 3% алюминиевой пудры. По своим свойствам (бризантности и фугасности) эти смеси находятся между гексогеном и тротилом, недотягивая до чистого гексогена. Если говорить о теплоте взрыва, то ближе всего к гексогену находится смесь ТГА-16, а по фугасному действию – смесь ТГ-50.

Одной из самых удачных смесей на основе гексогена считается гексал А-lX-2. Это ВВ содержит 73% гексогена, алюминиевую пудру и воск, который используется в качестве флегматизатора. Любопытно, но это взрывчатку изобрел простой советский матрос Евгений Ледин, который еще до войны был отправлен на одну из фабрик по производству ВВ. По своим фугасным характеристикам гексал превосходит чистый гексоген. Более того, эта взрывчатка не детонирует даже от сильного удара, что позволяет использовать ее для снаряжения бронебойных снарядов корабельной артиллерии. Снаряд, начиненный гексалом, не взрывался при ударе о корабельную броню, детонация происходила уже после ее пробития.

Гексоген также является одним из компонентов пластической взрывчатки или, как ее еще называют, пластита. Это взрывчатое вещество представляет собой смесь гексогена и пластификатора, который делает его мягким, пластичным, а иногда даже липким. Пластиты – это целая группа ВВ, в которую входят смеси, отличающиеся содержанием пластификатора и его видом.

пример, есть пластит, состоящий из 88 частей гексогена и 12 частей смазочного масла, в другом распространенном пластите содержится 78% гексогена и 12% смолистого связывающего пластификатора. Пластит – довольно дорогая взрывчатка, он не используется для снаряжения боеприпасов, как правило, его применяют для подрыва различных объектов: мостов, дотов, железнодорожных путей, металлоконструкций. К пластитам относится американская взрывчатка С-4, которая хорошо известна нашим гражданам благодаря многочисленным голливудским боевикам.

В последние годы в нескольких странах мира налажено масштабное производство IRDX – так называемого малочувствительного гексогена, восприимчивость к ударно-волновому воздействию у которого гораздо ниже, чем у стандартного взрывчатого вещества.

Разрушения, произведенные гексогеном

Блок: 5/9 | Кол-во символов: 2638
Источник: https://znaivse.biz/other/geksogen-10-05-2019.html

Получение

Метод Герца (1920) заключается в непосредственном нитровании гексаметилентетрамина (уротропина, (CH2)6N4) концентрированной азотной кислотой (HNO3):

Производство гексогена по этому методу велось в Германии, Англии и других странах на установках непрерывного действия. Метод имеет ряд недостатков, главные из которых:

  • малый выход гексогена по отношению к сырью (35-40 %);
  • большой расход азотной кислоты.

В середине XX века был разработан ряд промышленных методов производства гексогена.

  • Метод «К». Разработан в Германии Кноффлером. Метод позволяет повысить выход гексогена по сравнению с методом Герца за счёт добавления в азотную кислоту нитрата аммония (аммиачной селитры), который взаимодействует с побочным продуктом нитрования — формальдегидом.
  • Метод «КА». По методу «КА» гексоген получается в присутствии уксусного ангидрида. В жидкий уксусный ангидрид дозируется динитрат уротропина и раствор аммиачной селитры в азотной кислоте.
  • Метод «Е». Ещё один уксусноангидридный метод, по которому гексоген получается взаимодействием пара-формальдегида с амиачной селитрой в среде уксусного ангидрида.
  • Метод «W». Разработан в 1934 Вольфрамом. По этому методу формальдегид при взаимодействии с калиевой солью сульфаминовой кислоты даёт так называемую «белую соль», которая при обработке серно-азотной кислотной смесью образует гексоген. Выход по этому методу достигает 80 % по сырью.
  • Метод Бахмана-Росса. Разработан в США. Метод близок к методу «КА», но за счет применения двух растворов — уротропина в уксусной кислоте и аммиачной селитры в азотной кислоте процесс значительно более технологичен и удобен:

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1614
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD

Практическая плоскость применения гексогена

Следует отметить, что взрывчатое вещество, к которым относится гексоген, несмотря на свои высокие показатели фугасности и бризатности, никогда не применялся самостоятельно в качестве взрывчатки. Единственный случай непосредственного применения этого взрывчатого вещества в военно-технологических целях – начинка в капсюлях к патронам и к снарядам. Случаи практического применения этого ВВ в качестве самостоятельной взрывчатки носят прикладной характер. В технологических целях гексоген используется только в компании с другими взрывчатыми веществами, вместе с которым он образует взрывчатку определенного вида и типа.

Обычная практика изготовления взрывчатки предполагала смешивание гексогена с тротилом. Пропорция в данном случае составляла 50 на 50. Выпускаются ВВ, в которых процент содержания гексогена был выше на 10-20%.

Капсюли

На сегодняшний день производство гексогена значительно упростилось. Его стали получать не из уротропина, а из промежуточного продукта динитрата уротропина и 35% азотной кислоты. Выход гексогена в данном случае составлял уже не 10-35%, а вдвое больше. Процентный состав определяет наличие поражающих факторов взрывчатого вещества. Так, к примеру, взрывчатка ТГ-50, в которой тротил и гексоген присутствуют в равных пропорциях, обладает большим фугасным действием. Максимальная теплота выделяется в момент взрыва у взрывчатки ТГА-16 и А-IX-2, в которых к тротилу и гексогену добавляются алюминиевый пудра и алюминиевый порошок и воск.

Гексоген во второй половине XX века стал использоваться при изготовлении пластита, пластичной взрывчатки ППВ-4. Такие смеси в виде замазки обладают хорошей пластичностью и клейкой основой. В составе таких смесей гексоген содержится в пропорции 4 к 1 или 5 к 1 по отношению к связывающему веществу. Самая известная пластическая взрывчатка, в состав которой входит 94% гексогена, является С-4.

Пластит С-4

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 1900
Источник: https://comp-pro.ru/boepripasy/bomby/geksogen.html

Кол-во блоков: 9 | Общее кол-во символов: 16591
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

  1. https://comp-pro.ru/boepripasy/bomby/geksogen.html: использовано 5 блоков из 5, кол-во символов 9640 (58%)
  2. https://znaivse.biz/other/geksogen-10-05-2019.html: использовано 2 блоков из 9, кол-во символов 5337 (32%)
  3. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 1614 (10%)


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.